要求:利用介質(zhì)常數(shù)為2.2,厚度為1mm,損耗角為0.0009的介質(zhì),設(shè)計一個工作在5G的4X4的天線陣列。
評分標(biāo)準(zhǔn):
良:帶寬〈7%
優(yōu):帶寬〉7%且效率大于60%
1微帶輻射貼片尺寸估算
設(shè)計微帶天線的第一步是選擇合適的介質(zhì)基板,假設(shè)介質(zhì)的介電常數(shù)為
,對于工作頻率f的矩形微帶天線,可以用下式設(shè)計出高效率輻射貼片的寬度W,

式中,c是光速,輻射貼片的長度一般取為
;這里
是介質(zhì)內(nèi)的導(dǎo)波波長,即為:

考慮到邊緣縮短效應(yīng)后,實際上的輻射單元長度L應(yīng)為:

式中,
是有效介電常數(shù),
是等效輻射縫隙長度。它們可以分別用下式計算,即為:


2.單元的仿真
由所給要求以及上述公式計算得輻射貼片的長度L=19.15mm,W=23.72mm。采用非輻射邊饋電方式,模型如圖1所示:

圖1 單元模型
此種饋電方式,可以通過移動饋電的位置獲得阻抗匹配,設(shè)饋電點距離上寬邊的偏移量為dx,經(jīng)仿真得到當(dāng)dx=4mm時,阻抗匹配最好。另外,之前計算出的尺寸得到的諧振點略有偏移,經(jīng)過仿真優(yōu)化后貼片尺寸變?yōu)長=19mm,W=23.72mm。仿真結(jié)果圖如圖2,圖3所示。
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